在专题复习中,我们介绍了几何最值问题的解法,常用的模型有:将军饮马模型,其中包含两定一动模型、两动一定模型、两定两动模型,造桥选址模型,胡不归模型,隐形圆模型,阿氏圆模型,辅助圆四大模型等模型图,通过这些模型图来解决几何最值问题。

与面积相关的最值问题,我们也介绍过一种方法,那就是铅锤法,这种方法在三角形面积与二次函数结合时使用较多,但是对于一般的几何面积最值问题帮助却不大。那么,如何解决几何面积最值问题呢?几何面积最值问题与那些知识点相关呢?


类型一:线段公理

两点之间所有连线中,线段最短。简单地说,两点之间线段最短。两点之间线段的长度叫做这两点之间的距离。线段公理很好理解,但是在几何最值问题中很多学生却不知道如何使用。常包含三种情形:(1)定理的直接使用;(2)两定一动问题,两个定点在动点所在直线的异侧;(3)圆中最值,包括点在圆外、点在圆内两种情况。

例题1:(2020泸县模拟)如图,已知直线y=3/4x-3与x轴、y轴分别交于A,B两点,P是以C(0,1)为圆心,1为半径的圆上一动点,连接PA,PB,当△PAB的面积最大时,求点P坐标。


分析:求三角形PAB的面积,我们可以选择以AB为该三角形的底,那么要使得三角形面积最大,就要使得高最大,即点P到直线AB的距离最大。直接研究点P不怎么好入手,因为点P在圆上运动,因此我们可以研究该圆的圆心C到直线AB的距离,那么反向延长即可得到点P到直线AB的最大距离。过C作CM⊥AB于M,交x轴于E,连接AC,MC的延长线交⊙C于D,可知圆C上点到直线的最长距离是DM,当P点在D这个位置时,△PAB的面积最大。


类型二:二次函数最值

很多求几何面积最值问题,可以转化为二次函数求最值,即将底或高用未知数表示,求出的面积是关于未知数的二次函数,然后利用二次函数的性质研究面积最值,这种方法与铅锤法类似,求面积的方法不唯一,可能直接底乘高除以2,也可能利用割补法、转化法等。

例题2:(2019春雁塔区校级月考)如图,在△ABC中,∠ACB=120°,AC=BC=2,D是AB边上的动点,连接CD,将△BCD绕点C沿顺时针旋转至△ACE,连接DE,则△ADE面积的最大值是多少?


分析:△ABC为顶角为120°的等腰三角形,可以作辅助线三线合一求出线段AB的长度。点D在线段AB边上运动,可以设线段BD的长度为a,那么根据线段AB的长度可以表示出线段AD的长度。即求△ADE的面积,可以选择AD为底,缺高,可过点E作线段AB的垂线,通过30°直角三角形中三边的关系利用a表示出高,求出三角形的面积是关于a的二次函数,通过研究二次函数的性质得到最大值。



类型三:垂线段最短

例题3:将一张宽为4cm的长方形纸片(足够长)折叠成如图所示图形,重叠部分是一个三角形,则这个三角形面积的最小值是多少?


分析:当AC⊥AB时,重叠三角形面积最小,此时△ABC是等腰直角三角形,AB=AC=4cm,那么三角形的面积为8平方厘米。


解这类几何面积最值问题还是以二次函数最值问题居多,因此首先要熟悉二次函数求最值的方法,虽然二次函数的最值一般都在对称轴处取得,但是有些题目中对称轴不在自变量的取值范围之内,那就需要我们进行讨论。想到得到三角形面积的表达式也不是一件容易的事情,可能会结合多个知识点,比如勾股定理、相似三角形、锐角三角函数等等,解这类问题时要特别注意。